机械课程设计说明书-传动系统.doc
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1、设设 计计 用用 纸纸 - 0 - 目录目录 第一章第一章 机械设计说明书机械设计说明书.- 3 - 第二章第二章 设计任务书设计任务书.- 4 - 第三章第三章 设计计算说明书设计计算说明书.- 5 - 一一:选择电动机选择电动机,设计参数设计参数.- 5 - (一):选择电动机 .- 5 - 1计算带式运输机所需功率.- 5 - 3选用电动机.- 5 - (二) 设计运动参数.- 6 - 1传动比的确定.- 6 - 2计算各轴的转速、功率、扭矩.- 6 - 3传动装置的传动效率计算.- 6 - 4各轴功率的计算.- 7 - 5各轴扭矩的计算.- 7 - 6转速校核.- 7 - 二:传动零件
2、的设计二:传动零件的设计.- 8 - (一)齿轮的设计.- 8 - 1高速级齿轮的设计.- 8 - 2低速级齿轮设计.- 15 - (二) 轴的初步设计.- 22 - (1).中间轴m的设计:.- 22 - 1选择轴的材料.- 22 - 1.轴的初步估算.- 23 - 2.轴的结构设计.- 23 - 3.按许用弯曲应力校核轴.- 24 - 4.轴的细部结构设计.- 27 - (2).高速轴的设计.- 28 - 1.选择轴的材料.- 28 - 2.轴的初步估算.- 28 - 3.轴的结构设计.- 28 - 4.按许用弯曲应力校核轴的强度.- 30 - 5 . 轴的细部结构设计.- 32 - (3
3、).低速轴的设计.- 33 - 1.选择轴的材料.- 33 - 2.轴的初步估算.- 33 - 3.轴的结构设计.- 33 - 4.按许用弯曲应力校核轴的强度.- 34 - 5. 轴的细部结构设计.- 37 - 三三 滚动轴承的校核计算滚动轴承的校核计算.- 37 - 设设 计计 用用 纸纸 - 1 - (一) 高速轴的滚动轴承校核计算.- 37 - 1. 作用在轴承上的负荷.- 37 - 2 .计算当量动负荷.- 38 - 3. 验算轴承寿命.- 39 - (二).中间轴滚动轴承的校核计算.- 39 - 1. 作用在轴承上的负荷.- 39 - 2).轴向负荷.- 40 - (三).低速轴滚动
4、轴承校核计算.- 41 - 1. 作用在轴承上的负荷.- 41 - 2 .计算当量动负荷.- 42 - 3. 验算轴承寿命.- 43 - 4. 轴承静负荷计算.- 43 - 四四. 平键联接的选用和计算(略)平键联接的选用和计算(略).- 44 - (一).中间轴与齿轮 2 的键联接选用及计算.- 44 - (二).高速轴与低速轴上的键联接选用及校核方法与中间轴相同,经校核计算强度足够, 过程略。.- 44 - 五五. 联轴器的选择计算联轴器的选择计算.- 44 - (一).高速轴输入端联轴器的选择.- 44 - (二).低速轴输出端联轴器的选择.- 45 - 六六 .箱体及其附件设计计算箱体
5、及其附件设计计算.- 45 - 参考文献参考文献:.- 46 - 致谢致谢.- 46 - 总总结结.- 47 - 第一章第一章 机械设计说明书机械设计说明书 分析传动系统的工作情况分析传动系统的工作情况 1、传动系统的作用:、传动系统的作用: 作用:介于机械中原动机与工作机之间,主要将原动机的运动和动力传给工作机,在此作用:介于机械中原动机与工作机之间,主要将原动机的运动和动力传给工作机,在此 起减速作用,并协调二者的转速和转矩。起减速作用,并协调二者的转速和转矩。 2、传动方案的特点:、传动方案的特点: 特点:结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与特点:结构简
6、单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与 滚筒并列,导致横向尺寸较大,机器不紧凑。但齿轮的位置不对称,高速级齿轮布置在远滚筒并列,导致横向尺寸较大,机器不紧凑。但齿轮的位置不对称,高速级齿轮布置在远 设设 计计 用用 纸纸 - 2 - 离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部 分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。 3,传动装置布置图,传动装置布置图: 1-电动机电动机 2-联轴器联轴器 3-二级展开式齿轮
7、减速器二级展开式齿轮减速器 4-联轴器联轴器 5-驱动驱动 卷筒卷筒 6-运输带运输带 第二章第二章 设计任务书设计任务书 设设 计计 用用 纸纸 - 3 - 第三章第三章 设计计算说明书设计计算说明书 一一:选择电动机选择电动机,设计参数设计参数 (一一):选择电动机选择电动机 1 计算带式运输机所需功率计算带式运输机所需功率 /10002300 1.1/1000 1 2.53 w w Fvkw P 2 初估电动机额定功率初估电动机额定功率 P 电动机所需输出功率 dP 2.53 2.81 0.9 w d kw P P 3 选用电动机选用电动机 一般选用 Y 系列三相异步电动机,根据计算电动
8、机所需的输出功率;则查 2.83 d kw P ZB/TK 22007-1988,JB/T 5274-1991 选用 Y 100 L2-4 型电动机,其主要参数如下表 设设 计计 用用 纸纸 - 4 - 电动机额定功率P 3kw 电动机满载转速 m n 1420r/min 电机轴伸出直径28mm 电机轴伸出端安装长度60mm (二二) 设计运动参数设计运动参数 1 传动比的确定传动比的确定 运输机驱动卷筒转速 w n 60 1000 /60 1000 1.1/3.14 30070 /min w vDr n 总传动比 =/1420/7020.3 i mw总n n = 1.21.3,= =5054
9、.02 iii ii ii 低低总高高 低高 () . 2 计算各轴的转速、功率、扭矩计算各轴的转速、功率、扭矩 1 21 32 :=1420 /min :/=281r/min l:/=70 /min hr mi ir nn nn nn 电 高 低 3 传动装置的传动效率计算传动装置的传动效率计算 齿式联轴器: 1.4 0.99 8 级精度的一般齿轮含轴承: 2.3 0.97 运输机驱动轴承: 5 0.98 故传动装置总校率: 12345 0.9037 设设 计计 用用 纸纸 - 5 - 与估计值相近,电动机额定功率确定无误。 4 各轴功率的计算各轴功率的计算 带式运输机是通用工作机,取电机额
10、定功率为设计功率。 1 1 21 2 32 3 :=2.97kw :=2.88kw l:=2.79kw h m PP PP PP 5 各轴扭矩的计算各轴扭矩的计算 3 1 1 1 3 2 2 2 3 3 3 3 :9550 1019.974 :9550 1097.88 :9550 10380.64 P h TNm n P m TNm n P l TNm n 将以上运动参数列入下表 轴的名称功率 kw转速 r/min转矩 Nm 高速轴 h2.97142019.974 中间轴 m2.8828197.88 低速轴 l2.7970380.64 6 转速校核转速校核 因为闭式传动取高速 h 级: 2 2
11、 22 111 =/=505 h h i u 1 1 1 小齿轮:Z 大齿轮:ZZ 齿数比Z Z. 低速 l 级: 4 4 28 113 =/=4.036 l l i u 3 3 3 小齿轮:Z 大齿轮:ZZ 齿数比Z Z 实际传动比 设设 计计 用用 纸纸 - 6 - 24 /20.36 hl iu u 1 3 Z ZZZ 2) 核验工作机驱动卷筒转速误差: 卷筒实际转速 /1420/20.3669.74 /min ww nnir 转速误差 00 00 3.75 ww w w nn n n 满足设计条件 二:传动零件的设计二:传动零件的设计 (一)齿轮的设计(一)齿轮的设计 1 高速级齿轮的
12、设计高速级齿轮的设计 (1 1)材料的选择)材料的选择 10-140280HBs 45240 r C HBs 由表选择小齿轮材料为调质处理,硬度为 大齿轮材料为钢调质处理,硬度为 (2 2)按齿面接触强度设计)按齿面接触强度设计 估计小齿轮分度圆直径 2 1 3 1 2(1) () tHE t dH K TZ Zu d u :确定公式中参数值 传动比 = 5.05 h i 适选载荷系数 =1.6 t K 设设 计计 用用 纸纸 - 7 - 小齿轮传递扭矩 =19.974 N m 1 T 由表 10-7 选取齿宽系数 = 1 d 由表 10-6 选材料弹性影响系数 189.8 Ea ZMP 由图
13、 10-30 选取区域系数 2.433 H Z 初选取螺旋角 =14 0 12 1.883.2(1/1/) cos1.71ZZ 由公式 由图 10-21 按齿面硬度查: 小齿轮的接触强度极限 lim1 750 Ha MP 大齿轮的接触强度极限 lim2 600 Ha MP 计算应力循环次数 9 1 601.99 10 h Nnjl次 8 2 603 94 10 h Nnjl。次 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 0.9 1 H N K0.93 2 H N K 计算接触疲劳许用应力取失效率 1 安全系数 S=1 由式 10-12 得 00 12 675558 haha MPMP :计算 A
14、 计算小齿轮分度圆直径 1t d 3 2 3 1 2 1.6 19.974 10 (5.05 1) 2.433 189.8 ()31.3 1 1.715.05558 t dmm B 计算圆周速度 11/60 1000 2.33 / t vd nm s C 计算齿宽 b 及 nt m 设设 计计 用用 纸纸 - 8 - 1 1 31.30 cos/1.38 2.253.11/10.06 dt ntt nt bdmm mdmm hmmmb h 1 Z D 计算纵向重合度 0.318tan1.744 d 1 Z E 计算载荷系数 K 使用系数 根据 v=2.33m/s,8 级精度,由图 10-8 查
15、1 A K 得动载系数 =1.1 V K 由表 10-4 查得=1.342,由图 10-13 查得, 查表 10-3 H K 1.4 F K 1.4 HaFa KK 故载荷系数2.06 AVHaH KK K KK F 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径, 由式()得 10 10 3 3 11 2.05 29.2934.05 1.6 t t k ddmm k G 计算模数 nm 1 1 1.50 n d mm z m ii. 按齿根弯曲强度设计 式 10-17 1 3 2 2cos aa Fs n dF Y Y kT z m A. 确定计算系数 a. 计算载荷系数 1 1.1 1.4 1.4
16、2.16 AvFF KK K KK b. 根据,从图 10-28 查的螺旋角影响系数 1.744 0.88Y c. 计算当量齿数 v z 设设 计计 用用 纸纸 - 9 - 1 1 33 2 2 33 22 24 coscos 14 111 121 coscos 14 V V Z Z Z Z 。 。 d. 查取齿形系数,由表 10-5 查的 12 12 2.652.18 1.581.79 FaFa SaSa YY YY e. 计算大小齿轮,并加以比较。 取弯曲强度安全系数 S=1.4 由图(1018)查得 弯曲疲劳寿命 系数 1 0.86 FN K 2 0.92 FN K 图 10-20 查得
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